CN115849903B - 复合热释电陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种复合热释电陶瓷材料及其制备方法，其中，复合热释电陶瓷材料包括第一热释电陶瓷以及第二热释电陶瓷，第一热释电陶瓷的化学通式为：(Pb1‑xSrx)(Mn1/3Nb2/3)y(Zr0.91Ti0.09)1‑yO3，其中0≦x≦0.05，0.01≦y≦0.1；第二热释电陶瓷的通式为(Pb0.98Bi0.02)(Zr0.91Ti0.09)O3。本申请通过第一热释电陶瓷和第二热释电陶瓷复合得到复合热释电陶瓷材料，使得复合热释电陶瓷材料具有第一热释电陶瓷的致密性高、损耗低、介电常数低等优良性能的同时，还具有第二热释电陶瓷热释电性能高的优点，提升了复合热释电陶瓷材料的多种性能，满足使用者的应用需求。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷材料技术领域，具体地，涉及一种复合热释电陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
富锆型锆钛酸铅(Pb(Zrx,Ti1-x)O3，简称PZT)凭借其突出的热释电性能被广泛应用于非制冷红外探测领域，并且由于其在中、远红外波段具有优良的探测能力，可感知人体所辐射的红外线(约9.6微米)，使得基于富锆型PZT制备的被动型红外传感器(PassiveInfrared Sensor，PIR sensor)在人体探测领域的应用得到快速发展，基于PZT的PIR传感器被广泛应用于人体红外移动探测、物联网、可穿戴设备、智能家电、自动照明开关、空气净化器以及网络监控等领域。比如利用PIR感知人体红外辐射来控制灯开关，相比于通过超声传感器来控制灯开关，PIR感知无需使用者刻意制造出声音，使用起来更方便。再比如在安防领域利用PIR控制摄像头，使得摄像头可以只有在有人的时候启动拍摄，大幅度减少视频数据量，降低数据存储压力的同时，还能节省电源。
随着PZT基PIR传感器的应用领域越来越广泛，并且在不同行业中的应用越来越细分，使用者对其综合性能，例如电学性能与机械性能，要求越来越具体、严苛，而PZT作为该类被动型红外传感器的核心探测敏感元材料，使用者对其各方面性能参数，例如热释电系数、介电常数、介电损耗、陶瓷密度、电阻率等，都有比较高的要求。
然而纯的富锆型PZT陶瓷材料综合性能较差，尤其是热释电性能无法满足传感器应用需求，为了增强富锆型PZT陶瓷材料的综合性能，现有技术通常采用元素掺杂的形式来提高其某一方面的性能。对PZT进行元素掺杂需要精确的理论分析计算来确定掺杂元素种类与掺杂量，然而一种元素掺杂往往只能提高对某一种或两种性能，难以提升PZT的整体性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种复合热释电陶瓷材料及其制备方法。
本发明公开的一种复合热释电陶瓷材料包括第一热释电陶瓷以及第二热释电陶瓷，第一热释电陶瓷的化学通式为：(Pb1-xSrx)(Mn1/3Nb2/3)y(Zr0.91Ti0.09)1-yO3，其中0≦x≦0.05，0.01≦y≦0.1；第二热释电陶瓷的通式为(Pb0.98Bi0.02)(Zr0.91Ti0.09)O3。
一种如上述的复合热释电陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
以Pb3O4、SrCO3、MnO2、Nb2O5、ZrO2和TiO2为原料，按照第一热释电陶瓷的化学通式的摩尔比称量后，通过湿法球磨混合，得到第一热释电陶瓷浆料；以Pb3O4、Bi2O3、ZrO2和TiO2为原料，按照第二热释电陶瓷的化学通式的摩尔比称量后，通过湿法球磨混合，得到第二热释电陶瓷浆料；
将第一热释电陶瓷浆料进行预烧，制得第一热释电陶瓷粉体；将第二热释电陶瓷浆料进行预烧，制得第二热释电陶瓷粉体；
向第一热释电陶瓷粉体内加入助烧剂，然后进行球磨、造粒、过筛，制得第一热释电陶瓷颗粒；向第二热释电陶瓷粉体内加入助烧剂，然后进行球磨、造粒、过筛，制得第二热释电陶瓷颗粒；
将第一热释电陶瓷颗粒进行预煅烧，制得第一热释电陶瓷；将第二热释电陶瓷颗粒进行预煅烧，制得第二热释电陶瓷；
将第一热释电陶瓷以及第二热释电陶瓷按照(1-2)：(1-2)的质量比置于球磨罐中，进行球磨、造粒、过筛，制得复合热释电陶瓷粒料；
将复合热释电陶瓷粒料压制成复合热释电陶瓷坯体；
将复合热释电陶瓷坯体进行烧结、打磨、抛光、切割、极化；
获得复合热释电陶瓷材料。
根据本发明一实施方式，将第一热释电陶瓷浆料进行预烧，制得第一热释电陶瓷粉体中，预烧温度为650-900℃，预烧时间为1.5-3小时。
根据本发明一实施方式，将第二热释电陶瓷浆料进行预烧，制得第二热释电陶瓷粉体中，预烧温度为700-950℃，预烧时间为2-3.5小时。
根据本发明一实施方式，助烧剂为B2O3、Cr2O3、ZnO、CuO、MgO、SiO2、Al2O3中的至少一种。
根据本发明一实施方式，球磨采用钢球，钢球尺寸比例为Φ15:Φ10:Φ6＝3:5:12。
根据本发明一实施方式，进行球磨、造粒、过筛，制得复合热释电陶瓷粒料中，在造粒时，向第一热释电陶瓷以及第二热释电陶瓷中添加粘结剂和分散剂。
根据本发明一实施方式，预煅烧的温度为900℃-1200℃，时间为0.5-1.5小时。
根据本发明一实施方式，将复合热释电陶瓷坯体进行烧结、打磨、抛光、切割、极化中，烧结温度为1000-1500℃，保温时间为2-4小时。
根据本发明一实施方式，将复合热释电陶瓷坯体进行烧结、打磨、抛光、切割、极化中，极化条件为2-7kV/mm，极化时间为10-20min，极化温度为100-120℃。
本申请的有益效果在于：通过第一热释电陶瓷和第二热释电陶瓷复合得到复合热释电陶瓷材料，使得复合热释电陶瓷材料具有第一热释电陶瓷的致密性高、损耗低、介电常数低等优良性能的同时，还具有第二热释电陶瓷热释电性能高的优点，提升了复合热释电陶瓷材料的多种性能，满足使用者的应用需求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为实施例2中复合热释电陶瓷材料的制备流程图；
图2为实施例3中复合热释电陶瓷材料的样品图；
图3为实施例4中复合热释电陶瓷材料的SEM图之一；
图4为实施例4中复合热释电陶瓷材料的SEM图之二；
图5为实施例5中复合热释电陶瓷材料的SEM图之一；
图6为实施例5中复合热释电陶瓷材料的SEM图之三；
图7为实施例中复合热释电陶瓷材料在不同最高测试电压下的电滞回线曲线图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
实施例1
本实施例中的复合热释电陶瓷材料，包括第一热释电陶瓷以及第二热释电陶瓷，第一热释电陶瓷的化学通式为：(Pb1-xSrx)(Mn1/3Nb2/3)y(Zr0.91Ti0.09)1-yO3，其中0≦x≦0.05，0.01≦y≦0.1；第二热释电陶瓷的通式为(Pb0.98Bi0.02)(Zr0.91Ti0.09)O3。
通过第一热释电陶瓷和第二热释电陶瓷复合得到复合热释电陶瓷材料，使得复合热释电陶瓷材料具有第一热释电陶瓷的致密性高、损耗低、介电常数低等优良性能的同时，还具有第二热释电陶瓷热释电性能高的优点，提升了复合热释电陶瓷材料的多种性能，满足使用者的应用需求。
实施例2
参照图1，图1为实施例2中复合热释电陶瓷材料的制备流程图。本实施例提供了实施例1中的复合热释电陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：以Pb3O4、Bi2O3、ZrO2和TiO2为原料，按照第一热释电陶瓷的化学通式的摩尔比称量后，通过湿法球磨混合，得到第一热释电陶瓷浆料；以Pb3O4、SrCO3、MnO2、ZrO2和TiO2为原料，按照第二热释电陶瓷的化学通式的摩尔比称量后，通过湿法球磨混合，得到第二热释电陶瓷浆料；
S2：将第一热释电陶瓷浆料进行预烧，制得第一热释电陶瓷粉体；将第二热释电陶瓷浆料进行预烧，制得第二热释电陶瓷粉体；
S3：向第一热释电陶瓷粉体内加入助烧剂，然后进行球磨、造粒、过筛，制得第一热释电陶瓷颗粒；向第二热释电陶瓷粉体内加入助烧剂，然后进行球磨、造粒、过筛，制得第二热释电陶瓷颗粒；
S4：将第一热释电陶瓷颗粒进行预煅烧，制得第一热释电陶瓷；将第二热释电陶瓷颗粒进行预煅烧，制得第二热释电陶瓷；
S5：将第一热释电陶瓷以及第二热释电陶瓷按照(1-2)：(1-2)的质量比置于球磨罐中，进行球磨、造粒、过筛，制得复合热释电陶瓷粒料；
S6：将复合热释电陶瓷粒料压制成复合热释电陶瓷坯体；
S7：将复合热释电陶瓷坯体进行烧结、打磨、抛光、切割、极化；
S8：获得复合热释电陶瓷材料。
具体的，在步骤S2中，第一热释电陶瓷浆料的预烧温度为650-900℃，预烧时间为1.5-3小时，优选的，第一热释电陶瓷浆料的预烧温度为700℃。第二热释电陶瓷浆料的预烧温度为700-950℃，预烧时间为2-3.5小时，优选的，第二热释电陶瓷浆料的预烧温度为800℃。
具体的，在步骤S3中，助烧剂为B2O3、Cr2O3、ZnO、CuO、MgO、SiO2、Al2O3中的至少一种，在第一热释电陶瓷粉体中，助烧剂的加入量为第一热释电陶瓷粉体质量的0.1％-3％，在第二热释电陶瓷粉体中，助烧剂的加入量为第二热释电陶瓷粉体质量的0.1％-3％。球磨的方式为湿法球磨，采用钢球，钢球尺寸比例为Φ15:Φ10:Φ6＝3:5:12，球磨时间为5-36小时。造粒时，分别向第一热释电陶瓷粉体和第二热释电陶瓷粉体中添加粘结剂和分散剂，粘结剂为聚乙烯醇，分散剂为纳米二氧化硅或者聚醚。
具体的，在步骤S4中，第一热释电陶瓷颗粒进行预煅烧的温度为900℃-1200℃，时间为0.5-1.5小时，优选的，第一热释电陶瓷颗粒进行预煅烧的时间为1小时。第二热释电陶瓷颗粒进行预煅烧的温度为900℃-1200℃，时间为0.5-1.5小时，优选的，第二热释电陶瓷颗粒进行预煅烧的时间为1小时。
具体的，在步骤S5中，球磨的方式为湿法球磨，采用钢球，钢球尺寸比例为Φ15:Φ10:Φ6＝3:5:12，球磨时间为2-3小时。造粒时，向第一热释电陶瓷粉体和第二热释电陶瓷粉体中添加粘结剂和分散剂，粘结剂为聚乙烯醇，分散剂为纳米二氧化硅或者聚醚。
具体的，在步骤S6中，将复合热释电陶瓷粒料通过模具静压成型为特定形状，在本实施例中，复合热释电陶瓷粒料通过模具静压成型为为厚度5mm，直径50mm的圆柱体。
具体的，在步骤S7中，烧结温度为1000-1500℃，保温时间为2-4小时。对烧结后的样品表面进行打磨、抛光，切割成预定形状。接着涂敷银电极，然后进行极化，极化条件为2-7kV/mm，极化时间为10-20min，极化温度为100-120℃。
本实施例的复合热释电陶瓷材料的制备方法，能够用于制备实施例1中复合热释电陶瓷材料，制备得到的材料具有第一热释电陶瓷的致密性高、损耗低、介电常数低等优良性能的同时，还具有第二热释电陶瓷热释电性能高的优点，提升了复合热释电陶瓷材料的多种性能，满足使用者的应用需求。
实施例3
参照图1-2，图2为实施例3中复合热释电陶瓷材料的样品图。本实施例中，第一热释电陶瓷的化学通式为：(Pb0.98Sr0.02)(Mn1/3Nb2/3)0.02(Zr0.91Ti0.09)0.98O3，第二热释电陶瓷的化学通式为：(Pb0.98Bi0.02)(Zr0.91Ti0.09)O3。
复合热释电陶瓷材料的制备：
S1：以Pb3O4、SrCO3、MnO2、Nb2O5、ZrO2和TiO2为原料，按照上述第一热释电陶瓷的化学通式的摩尔比称量后，通过湿法球磨混合，得到第一热释电陶瓷浆料；以Pb3O4、Bi2O3、ZrO2和TiO2为原料，按照上述第二热释电陶瓷的化学通式的摩尔比称量后，通过湿法球磨混合，得到第二热释电陶瓷浆料。
S2：将第一热释电陶瓷浆料与第二热释电陶瓷浆料分别进行预烧，分别制得第一热释电陶瓷粉体与第二热释电陶瓷粉体；第一热释电陶瓷浆料的预烧温度为700℃，预烧时间为2小时；第二热释电陶瓷浆料的预烧温度为800℃，预烧时间为3小时。
S3：向第一热释电陶瓷粉体内加入助烧剂，助烧剂为Al2O3与SiO2，加入量为第一热释电陶瓷粉体质量的0.5％，Al2O3与SiO2的摩尔比为1：1，然后进行球磨、造粒、过筛，制得第一热释电陶瓷颗粒；向第二热释电陶瓷粉体内加入助烧剂，助烧剂为Al2O3与SiO2，加入量为第二热释电陶瓷粉体质量的0.5％，Al2O3与SiO2的摩尔比为1：1，然后进行球磨、造粒、过筛，制得第二热释电陶瓷颗粒。球磨的方式为湿法球磨，球磨采用钢球，钢球尺寸比例为Φ15:Φ10:Φ6＝3:5:12，球磨时间为10小时；造粒时，分别向第一热释电陶瓷粉体和第二热释电陶瓷粉体中添加粘结剂和分散剂，粘结剂为聚乙烯醇，分散剂为纳米二氧化硅或者聚醚。
S4：将第一热释电陶瓷颗粒置于坩埚中进行预煅烧，预煅烧的温度为1000℃，时间为1小时，制得第一热释电陶瓷；将第二热释电陶瓷颗粒置于坩埚中进行预煅烧，预煅烧的温度为1100℃，时间为1小时，制得第二热释电陶瓷。
S5：将第一热释电陶瓷以及第二热释电陶瓷按照1：1的质量比置于球磨罐中，进行湿法球磨，球磨采用钢球，钢球尺寸比例为Φ15:Φ10:Φ6＝3:5:12，球磨时间为3小时；接着造粒，造粒时，分别向第一热释电陶瓷粉体和第二热释电陶瓷粉体中添加粘结剂和分散剂，粘结剂为聚乙烯醇，分散剂为纳米二氧化硅或者聚醚；最后过筛，过筛，制得复合热释电陶瓷粒料。
S6：将复合热释电陶瓷粒料压制成厚度5mm，直径50mm的圆柱形复合热释电陶瓷坯体。
S7：将复合热释电陶瓷坯体进行烧结，烧结温度为1260℃，保温时间为3小时，接着打磨、抛光，然后切割成预期形状，涂敷银电极，最后进行极化，极化条件为3.5kV/mm，极化时间为20min，极化温度为110℃。
S8：获得复合热释电陶瓷材料A1。
测试复合热释电陶瓷材料A1的性能，测试结果如表1所示。
实施例4：
参照图1、图3以及图4，图3为实施例4中复合热释电陶瓷材料的SEM图之一，图4为实施例4中复合热释电陶瓷材料的SEM图之二。本实施例中，第一热释电陶瓷的化学通式为：(Pb0.99Sr0.01)(Mn1/3Nb2/3)0.02(Zr0.91Ti0.09)0.98O3，第二热释电陶瓷的化学通式为：(Pb0.98Bi0.02)(Zr0.91Ti0.09)O3。
复合热释电陶瓷材料的制备：
S1：以Pb3O4、SrCO3、MnO2、Nb2O5、ZrO2和TiO2为原料，按照上述第一热释电陶瓷的化学通式的摩尔比称量后，通过湿法球磨混合，得到第一热释电陶瓷浆料；以Pb3O4、Bi2O3、ZrO2和TiO2为原料，按照上述第二热释电陶瓷的化学通式的摩尔比称量后，通过湿法球磨混合，得到第二热释电陶瓷浆料。
S2：将第一热释电陶瓷浆料与第二热释电陶瓷浆料分别进行预烧，分别制得第一热释电陶瓷粉体与第二热释电陶瓷粉体；第一热释电陶瓷浆料的预烧温度为700℃，预烧时间为2小时；第二热释电陶瓷浆料的预烧温度为800℃，预烧时间为3小时。
S3：向第一热释电陶瓷粉体内加入助烧剂，助烧剂为为B2O3与Cr2O3，加入量为第一热释电陶瓷粉体质量的0.5％，B2O3与Cr2O3的摩尔比为1：1，然后进行球磨、造粒、过筛，制得第一热释电陶瓷颗粒；向第二热释电陶瓷粉体内加入助烧剂，助烧剂为Al2O3与SiO2，加入量为第二热释电陶瓷粉体质量的0.5％，Al2O3与SiO2的摩尔比为1：1，然后进行球磨、造粒、过筛，制得第二热释电陶瓷颗粒。球磨的方式为湿法球磨，球磨采用钢球，钢球尺寸比例为Φ15:Φ10:Φ6＝3:5:12，球磨时间为10小时；造粒时，分别向第一热释电陶瓷粉体和第二热释电陶瓷粉体中添加粘结剂和分散剂，粘结剂为聚乙烯醇，分散剂为纳米二氧化硅或者聚醚。
S4：将第一热释电陶瓷颗粒置于坩埚中进行预煅烧，预煅烧的温度为900℃，时间为1小时，制得第一热释电陶瓷；将第二热释电陶瓷颗粒置于坩埚中进行预煅烧，预煅烧的温度为1000℃，时间为1小时，制得第二热释电陶瓷。
S5：将第一热释电陶瓷以及第二热释电陶瓷按照2：1的质量比置于球磨罐中，进行湿法球磨，球磨采用钢球，钢球尺寸比例为Φ15:Φ10:Φ6＝3:5:12，球磨时间为3小时；接着造粒，造粒时，分别向第一热释电陶瓷粉体和第二热释电陶瓷粉体中添加粘结剂和分散剂，粘结剂为聚乙烯醇，分散剂为纳米二氧化硅或者聚醚；最后过筛，过筛，制得复合热释电陶瓷粒料。
S6：将复合热释电陶瓷粒料压制成厚度5mm，直径50mm的圆柱形复合热释电陶瓷坯体。
S7：将复合热释电陶瓷坯体进行烧结，烧结温度为1200℃，保温时间为3小时，接着打磨、抛光，然后切割成预期形状，涂敷银电极，最后进行极化，极化条件为3.5kV/mm，极化时间为20min，极化温度为110℃。
S8：获得复合热释电陶瓷材料A2。
测试复合热释电陶瓷材料A2的性能，测试结果如表1所示。
实施例5：
参照图1、图5以及图6，图5为实施例5中复合热释电陶瓷材料的SEM图之一，图6为实施例5中复合热释电陶瓷材料的SEM图之三。本实施例中，第一热释电陶瓷的化学通式为：(Pb0.98Sr0.02)(Mn1/3Nb2/3)0.03(Zr0.91Ti0.09)0.97O3，第二热释电陶瓷的化学通式为：(Pb0.98Bi0.02)(Zr0.91Ti0.09)O3。
复合热释电陶瓷材料的制备：
S1：以Pb3O4、SrCO3、MnO2、Nb2O5、ZrO2和TiO2为原料，按照上述第一热释电陶瓷的化学通式的摩尔比称量后，通过湿法球磨混合，得到第一热释电陶瓷浆料；以Pb3O4、Bi2O3、ZrO2和TiO2为原料，按照上述第二热释电陶瓷的化学通式的摩尔比称量后，通过湿法球磨混合，得到第二热释电陶瓷浆料。
S2：将第一热释电陶瓷浆料与第二热释电陶瓷浆料分别进行预烧，分别制得第一热释电陶瓷粉体与第二热释电陶瓷粉体；第一热释电陶瓷浆料的预烧温度为700℃，预烧时间为2小时；第二热释电陶瓷浆料的预烧温度为800℃，预烧时间为3小时。
S3：向第一热释电陶瓷粉体内加入助烧剂，助烧剂为为MnO2，加入量为第一热释电陶瓷粉体质量的0.5％，然后进行球磨、造粒、过筛，制得第一热释电陶瓷颗粒；向第二热释电陶瓷粉体内加入助烧剂，助烧剂为MnO2，加入量为第二热释电陶瓷粉体质量的0.5％，然后进行球磨、造粒、过筛，制得第二热释电陶瓷颗粒。球磨的方式为湿法球磨，球磨采用钢球，钢球尺寸比例为Φ15:Φ10:Φ6＝3:5:12，球磨时间为10小时；造粒时，分别向第一热释电陶瓷粉体和第二热释电陶瓷粉体中添加粘结剂和分散剂，粘结剂为聚乙烯醇，分散剂为纳米二氧化硅或者聚醚。
S4：将第一热释电陶瓷颗粒置于坩埚中进行预煅烧，预煅烧的温度为1100℃，时间为1小时，制得第一热释电陶瓷；将第二热释电陶瓷颗粒置于坩埚中进行预煅烧，预煅烧的温度为1300℃，时间为1小时，制得第二热释电陶瓷。
S5：将第一热释电陶瓷以及第二热释电陶瓷按照1：2的质量比置于球磨罐中，进行湿法球磨，球磨采用钢球，钢球尺寸比例为Φ15:Φ10:Φ6＝3:5:12，球磨时间为3小时；接着造粒，造粒时，分别向第一热释电陶瓷粉体和第二热释电陶瓷粉体中添加粘结剂和分散剂，粘结剂为聚乙烯醇，分散剂为纳米二氧化硅或者聚醚；最后过筛，过筛，制得复合热释电陶瓷粒料。
S6：将复合热释电陶瓷粒料压制成厚度5mm，直径50mm的圆柱形复合热释电陶瓷坯体。
S7：将复合热释电陶瓷坯体进行烧结，烧结温度为1300℃，保温时间为3小时，接着打磨、抛光，然后切割成预期形状，涂敷银电极，最后进行极化，极化条件为3.5kV/mm，极化时间为20min，极化温度为110℃。
S8：获得复合热释电陶瓷材料A3。
测试复合热释电陶瓷材料A3的性能，测试结果如表1所示。
对比例1：
本实施例中，第一热释电陶瓷的化学通式为：(Pb0.98Sr0.02)(Mn1/3Nb2/3)0.02(Zr0.91Ti0.09)0.98O3。
第一热释电陶瓷材料的制备：
S1：以Pb3O4、SrCO3、MnO2、Nb2O5、ZrO2和TiO2为原料，按照上述第一热释电陶瓷的化学通式的摩尔比称量后，通过湿法球磨混合，得到第一热释电陶瓷浆料。
S2：将第一热释电陶瓷浆料进行预烧，制得第一热释电陶瓷粉体；第一热释电陶瓷浆料的预烧温度为700℃，预烧时间为2小时。
S3：向第一热释电陶瓷粉体内加入助烧剂，助烧剂为Al2O3与SiO2，加入量为第一热释电陶瓷粉体质量的0.5％，Al2O3与SiO2的摩尔比为1：1，然后进行球磨、造粒、过筛，制得第一热释电陶瓷颗粒。球磨方式为湿法球磨，球磨采用钢球，钢球尺寸比例为Φ15:Φ10:Φ6＝3:5:12，球磨时间为10小时；接着造粒，造粒时，分别向第一热释电陶瓷粉体中添加粘结剂和分散剂，粘结剂为聚乙烯醇，分散剂为纳米二氧化硅或者聚醚。
S4：将第一热释电陶瓷颗粒压制成厚度5mm，直径50mm的圆柱形第一热释电陶瓷坯体。
S5：将第一热释电陶瓷坯体进行烧结，烧结温度为1200℃，保温时间为3小时，接着打磨、抛光，然后切割成预期形状，涂敷银电极，最后进行极化，极化条件为3.5kV/mm，极化时间为20min，极化温度为110℃。
S7：制得第一热释电陶瓷材料D1。
测试复合热释电陶瓷材料D1的性能，测试结果如表1所示。
对比例2：
本实施例中，第二热释电陶瓷的化学通式为：(Pb0.98Bi0.02)(Zr0.91Ti0.09)O3。
第二热释电陶瓷材料的制备：
S1：以Pb3O4、Bi2O3、ZrO2和TiO2为原料，按照上述第二热释电陶瓷的化学通式的摩尔比称量后，通过湿法球磨混合，得到第二热释电陶瓷浆料。
S2：将第二热释电陶瓷浆料进行预烧，制得第二热释电陶瓷粉体；第二热释电陶瓷浆料的预烧温度为800℃，预烧时间为3小时。
S3：向第二热释电陶瓷粉体内加入助烧剂，助烧剂为Al2O3与SiO2，加入量为第二热释电陶瓷粉体质量的0.5％，Al2O3与SiO2的摩尔比为1：1，然后进行球磨、造粒、过筛，制得第二热释电陶瓷颗粒。球磨的方式为湿法球磨，球磨采用钢球，钢球尺寸比例为Φ15:Φ10:Φ6＝3:5:12，球磨时间为10小时；造粒时，向第二热释电陶瓷粉体中添加粘结剂和分散剂，粘结剂为聚乙烯醇，分散剂为纳米二氧化硅或者聚醚。
S4：将第二热释电陶瓷粒料压制成厚度5mm，直径50mm的圆柱形第二热释电陶瓷坯体。
S7：将第二热释电陶瓷坯体进行烧结，烧结温度为1300℃，保温时间为3小时，接着抛光、打磨，然后切割成预期形状，涂敷银电极，最后进行极化，极化条件为3.5kV/mm，极化时间为20min，极化温度为110℃。
S8：制得第二热释电陶瓷材料D2。
测试复合热释电陶瓷材料D2的性能，测试结果如表1所示。
表1复合热释电陶瓷材料的配方与制造参数及测试数据表
参照图7，图7为实施例中复合热释电陶瓷材料在不同最高测试电压下的电滞回线曲线图。由表1可得，相对于对比例中的单一组分的PZT，通过两类掺杂的PZT制得的复合热释电陶瓷材料具有更优的PIR性能，即更低的噪声与更高的灵敏度的同时，还具有介电损耗低、介电常数低、热释电性能高的优点，复合热释电陶瓷材料的综合性能好，满足使用者的应用需求。由图7可得，图中的曲线说明复合热释电陶瓷材料具有铁电效应，证明材料极化处理成功，成为铁电材料，出现典型的电滞回曲线，说明材料具备热释电效应，可以探测红外信号，比如人体发出的红外辐射。
综上：本申请中的复合热释电陶瓷材料具有第一热释电陶瓷的致密性高、损耗低、介电常数低等优良性能的同时，还具有第二热释电陶瓷热释电性能高的优点，提升了复合热释电陶瓷材料的多种性能，满足使用者的应用需求。
上仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种复合热释电陶瓷材料，其特征在于，包括第一热释电陶瓷以及第二热释电陶瓷，所述第一热释电陶瓷的化学通式为：(Pb1-xSrx)(Mn1/3Nb2/3)y(Zr0.91Ti0.09)1-yO3，其中0≦x≦0.05，0.01≦y≦0.1；所述第二热释电陶瓷的通式为(Pb0.98Bi0.02)(Zr0.91Ti0.09)O3；所述第一热释电陶瓷和所述第二热释电陶瓷的质量比为（1-2）：（1-2）。
2.一种如上述权利要求1所述的复合热释电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以Pb3O4、SrCO3、MnO2、Nb2O5、ZrO2和TiO2为原料，按照所述第一热释电陶瓷的化学通式的摩尔比称量后，通过湿法球磨混合，得到第一热释电陶瓷浆料；以Pb3O4、Bi2O3、ZrO2和TiO2为原料，按照所述第二热释电陶瓷的化学通式的摩尔比称量后，通过湿法球磨混合，得到第二热释电陶瓷浆料；
将所述第一热释电陶瓷浆料进行预烧，制得第一热释电陶瓷粉体；将所述第二热释电陶瓷浆料进行预烧，制得第二热释电陶瓷粉体；
向所述第一热释电陶瓷粉体内加入助烧剂，然后进行球磨、造粒、过筛，制得第一热释电陶瓷颗粒；向所述第二热释电陶瓷粉体内加入助烧剂，然后进行球磨、造粒、过筛，制得第二热释电陶瓷颗粒；
将所述第一热释电陶瓷颗粒进行预煅烧，制得所述第一热释电陶瓷；将所述第二热释电陶瓷颗粒进行预煅烧，制得所述第二热释电陶瓷；
将所述第一热释电陶瓷以及所述第二热释电陶瓷按照（1-2）：（1-2）的质量比置于球磨罐中，进行球磨、造粒、过筛，制得复合热释电陶瓷粒料；
将所述复合热释电陶瓷粒料压制成复合热释电陶瓷坯体；
将所述复合热释电陶瓷坯体进行烧结、抛光、打磨、切割、极化；
获得复合热释电陶瓷材料。
3.根据权利要求2所述的复合热释电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述第一热释电陶瓷浆料进行预烧，制得第一热释电陶瓷粉体中，预烧温度为650-900℃，预烧时间为1.5-3小时。
4.根据权利要求2所述的复合热释电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，将所述第二热释电陶瓷浆料进行预烧，制得第二热释电陶瓷粉体中，预烧温度为700-950℃，预烧时间为2-3.5小时。
5.根据权利要求2所述的复合热释电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述助烧剂为B2O3、Cr2O3、ZnO、CuO、MgO、SiO2、Al2O3中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的复合热释电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述球磨采用钢球，钢球尺寸比例为Φ15:Φ10:Φ6=3:5:12。
7.根据权利要求2所述的复合热释电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，进行球磨、造粒、过筛，制得复合热释电陶瓷粒料中，在造粒时，向所述第一热释电陶瓷以及所述第二热释电陶瓷中添加粘结剂和分散剂。
8.根据权利要求2所述的复合热释电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，预煅烧的温度为900℃-1200℃，时间为0.5-1.5小时。
9.根据权利要求2所述的复合热释电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，将所述复合热释电陶瓷坯体进行烧结、打磨、抛光、切割、极化中，烧结温度为1000-1500℃，保温时间为2-4小时。
10.根据权利要求2所述的复合热释电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，将所述复合热释电陶瓷坯体进行烧结、打磨、抛光、切割、极化中，极化条件为2-7kV/mm，极化时间为10-20min，极化温度为100-120℃。
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